Régulation individuelle des systèmes de chauffage 545

Schweizerisch-Liechtensteinischer Gebäudetechnikverband
Association suisse et liechtensteinoise de la technique du bâtiment
Associazione svizzera e del Liechtenstein della tecnica della costruzione
Associaziun svizra e liechtensteinaisa da la tecnica da construcziun
Octobre 2014
Notice technique
Domaine Clima chauffage
Régulation individuelle des systèmes de chauffage
De nombreuses questions en matière de production de chaleur
et de régulation de la température sont fréquemment posées
aux spécialistes en chauffage.
La présente notice vise à expliquer aux utilisateurs les notions
de base de la régulation individuelle et à répondre à leurs
questions en la matière.
Confort
Le confort décrit un état de bien-être physique et psychique.
Dans le domaine du chauffage et de la climatisation, ce terme
est utilisé pour désigner un air ambiant agréable. Il s’agit d’une
valeur subjective qui ne correspond pas à des limites physiques
définies. S’il est très important que l’on se sente bien chez soi,
on ne pourra pas nécessairement dire à quoi cela tient. Cela
dit, voici quelques éléments fondamentaux en matière de
confort1 :
• confort psychique grâce à la création d’un cadre de vie
­positif ;
• confort thermique grâce à une température ambiante
agréable ; légères différences de température dans la
­stratification de l’air ainsi qu’entre les surfaces des pièces ;
• confort grâce à une bonne qualité de l’air et une humidité
appropriée ;
• confort acoustique grâce à la protection contre le bruit ;
• confort grâce à une luminosité agréable (naturelle comme
artificielle).
Le chauffage, ou la température de surface du système de
­production de chaleur, ne joue pas un si grand rôle dans le
confort thermique. De plus, selon son affectation, chaque
pièce nécessite une température différente.
Régulation (individuelle) de l’installation
de chauffage
Afin que la chaleur parvienne de manière ciblée dans une
pièce, un système de production de chaleur doit y être installé.
Celui-ci chauffe l’air ambiant jusqu’à la température définie
grâce à l’eau qu’il contient.
L’installation de chauffage (si la pièce est chauffée et de quelle
manière) est généralement régulée à deux niveaux.
Température de départ
La température de départ dépend de la température extérieure : plus il fait chaud dehors, plus la température de départ
du circuit de chauffage baisse, et inversement.
Dès que la température de départ est inférieure à la température du corps, la surface du chauffage au sol ou du radiateur
n’est plus perçue comme chaude ; or, la température de départ
étant encore supérieure à la température ambiante, de la chaleur est amenée dans la pièce.
Température
des surfaces avoisinantes
Humidité
de l’air
Degré d’activité
Qualité
de l’air
Mouvement
de l’air
Vêtements
Protection
Chauffage, contre
influences le bruit
optiques,
physiologiques
Facteurs de confort par rapport à la température de l’air ambiant 1
Notice technique «Régulation individuelle des systèmes de chauffage», © suissetec, octobre 2014
Objectif
2
Types de régulation
Vanne de radiateur ou de zone
La température ambiante change selon les charges thermiques.
On différencie deux types de charges : internes (p. ex. nombre
de personnes dans la pièce) et externes (rayonnement du
­soleil).
Dans chaque pièce ou chaque zone, un capteur ou un thermostat agit sur la vanne et la ferme dès que la température
souhaitée est atteinte.
Régulation individuelle
Un thermostat mesure la température effective de chaque
pièce et la compare avec la température souhaitée. En cas de
divergence, le débit est généralement réglé par la vanne thermostatique directement sur le radiateur ou par un thermostat
d’ambiance agissant sur la vanne.
+ L’utilisateur a la possibilité de régler la production
de ­chaleur dans toutes les pièces.
– L’installation électronique est plutôt complexe pour
les chauffages au sol (grande inertie).
Régulation de la température selon une pièce
de référence
La température effective n’est mesurée que dans une seule
pièce, dite de référence.
C’est sur cette base que la production de chaleur est réglée
dans toute l’habitation.
Dans le cas d’une installation bien conçue et régulée, l’interaction de ces deux dispositifs garantit la température prévue ;
à moins que n’interviennent des influences externes, qui sont
traitées ci-après.
Température ambiante,
p. ex. 20 °C
Limite de chauffage, p. ex. 12 °C
Température
extérieure
Température de référence
p. ex. –8 °C
Départ
Système de production
de chaleur
Retour
Vanne d’ouverture / de fermeture
(deux points)
Température ambiante actuelle
100%
Débit
0%
Débit
Vannes de
radiateur ou
de zone
Ouvert
Température ambiante cible
Fermé
Producteur
de chaleur
Vanne de régulation
Température ambiante actuelle
Notice technique «Régulation individuelle des systèmes de chauffage», © suissetec, octobre 2014
Températures maximales
selon la loi sur l’énergie :
50 °C radiateur
35 °C chauffage de surface
Température de départ pour
une température de référence,
p. ex. 50 °C ou 35 °C
Température
de départ
Régulation de la température
de départ du chauffage
3
c­ haleur au moyen d’une indication.
+ Le système est fondamentalement simple.
– Si le thermostat est installé dans la mauvaise pièce ou si les
charges thermiques externes et internes divergent trop
entre les pièces, un réglage optimal de la température est
presque impossible.
Autorégulation
Le système de production de chaleur se régule lui-même dès
que la différence entre la température de départ et la température ambiante est minime.
Exemple : la température de départ pour une pièce est définie
à 23 °C. En raison d’influences externes, la température ambiante de cette pièce atteint 23 °C. Dans ces conditions, la différence de température nécessaire est inexistante et le système
ne produit plus aucune chaleur.
+ Le système est simple si les valeurs planifiées de la
­température de départ sont respectées en service.
– La température de départ doit être très proche de la
­température ambiante.
– De grandes surfaces de production sont obligatoires,
p. ex. un chauffage au sol, pour pouvoir maintenir une
­température basse.
Inertie de la masse
Une enveloppe du bâtiment bien isolée et une masse élevée
peuvent réduire les variations de température.
Les apports d’énergie importants de brève durée peuvent ainsi
être absorbés par la masse d’accumulation. L’effet est positif
concernant la protection à court terme contre la surchauffe ;
de plus, en cas de panne de chauffage, la température ne
baisse que de quelques degrés. Par contre, la régulation de la
température est extrêmement inerte. Une modification ne se
fait sentir que des heures ou même des jours plus tard (notamment pour les chauffages au sol).
Vanne thermostatique, source : Danfoss
Fonction des vannes des systèmes
de p
­ roduction de chaleur
Vanne thermostatique 2
Chaque thermostat comprend un capteur qui enregistre la
température ambiante et règle le débit d’eau chaude en fonction des valeurs définies. Les radiateurs peuvent ainsi être partiellement chauffés ou entièrement refroidis.
L’écart entre deux chiffres du régulateur correspond à une différence de température d’environ 3 °C. Le chiffre 3 correspond
à environ 20 °C.
Le thermostat doit toujours être en contact avec l’air ambiant,
de sorte à garantir une régulation correcte de la température.
Il ne doit donc pas être recouvert par un rideau ou un meuble,
ou monté dans des espaces étroits.
De même, la vanne thermostatique ne doit pas pointer vers le
haut ; un éventuel capteur à distance ne doit pas être monté
sur le radiateur.
Thermostat d’ambiance 3
Le thermostat d’ambiance est un régulateur électromécanique.
La température ambiante mesurée est comparée avec la valeur
définie. Selon la divergence constatée, la vanne s’ouvre ou se
ferme (signal deux points).
Lors de la pose du thermostat d’ambiance, il faut veiller à ce
que la mesure de la température ambiante ne soit pas influencée par des facteurs externes (éclairage direct ou variateur
­intégré au thermostat).
Les thermostats d’ambiance électroniques avec écran suggèrent aux utilisateurs une précision qui ne peut pas être
­respectée en raison même du système.
Les thermostats d’ambiance bimétalliques se distinguent par
l’ouverture et la fermeture d’un contact à une température
­déterminée, dont le cliquetis peut être perçu par l’utilisateur.
Thermostat d’ambiance,
source : Heimeier
Thermostat d’ambiance,
source : Siemens
Notice technique «Régulation individuelle des systèmes de chauffage», © suissetec, octobre 2014
+ L’utilisateur a la possibilité de régler la production de
4
+
Gain et perte en watts d’un salon / d’une salle à manger à 20 °C
pour une température extérieure de –10 °C ou 5 °C
Gain
Fonctionnement radiateurs
à –10 °C  660 W
à 5 °C  330 W
Chaleur dégagée personnes
 360 W (6 x 60 W)
Chaleur dégagée TV / radio
 240 W
Chaleur dégagée lumière
 150 W (5 x 30 W)
Gain appartement voisin
à 23 °C  84 W
–
–
–
–
Perte fenêtre
à –10 °C  450 W
à 5 °C  225 W
–
Perte ventilation
à –10 °C  150 W
à 5 °C  75 W
Perte paroi extérieure
à –10 °C  113 W
à 5 °C  56 W
Perte appartement voisin
à 18 °C  56 W
Gain salle de bains
à 23 °C  40 W
Influences externes
Aujourd’hui, grâce à la très bonne qualité de leur enveloppe,
les bâtiments neufs ou rénovés ont des besoins en chauffage
minimes. Cette évolution, très réjouissante quant à la consommation et aux coûts d’énergie, a toutefois un gros inconvénient sur le plan de la régulation : la puissance calorifique est
devenue si faible que l’influence du système de production de
chaleur et de sa régulation sur la pièce est limitée en raison des
divers facteurs externes.
Ainsi, il est prouvé qu’en présence de nombreuses personnes
et en cas d’utilisation de quelques appareils électriques, la
puissance calorifique effective est déjà couverte, voire dépassée. Si l’on ajoute la température des pièces avoisinantes
(à l’intérieur ou à l’extérieur de l’habitation) ou le rayonnement
du soleil, le système de production de chaleur n’a plus aucune
chance de pouvoir jouer un rôle de régulateur.
Cet exemple montre également qu’il est tout à fait possible,
surtout pour une période transitoire, de chauffer son propre
appartement par les appartements voisins, avec seulement de
petites différences de température. Grâce à l’enveloppe de très
bonne qualité, les flux de chaleur sont en effet plus importants
à l’intérieur du bâtiment que vers l’extérieur. Le même phénomène s’observe aussi à l’intérieur d’un même appartement :
il est impossible de maintenir des différences de température
­supérieures à 1 – 2 degrés entre des pièces avoisinantes sans
ouvrir les fenêtres.
Notice technique «Régulation individuelle des systèmes de chauffage», © suissetec, octobre 2014
+
+
+
+
+
+
+
Gain soleil (stores inclus)
 1800 W
Perte
5
Tube ondulé
Capteur de température,
rempli de liquide
Bague de réglage
Tige de vanne
Douille
Cône de régulation
Structure d’une vanne thermostatique, source : Heimeier
Questions fréquemment posées
Pourquoi le radiateur n’est-il pas chaud, alors que
la ­vanne thermostatique est complètement ouverte ?
• En raison de la température extérieure, le groupe de chauffage présente une faible température de départ, inférieure à
la température du corps. Par conséquent, le radiateur
semble froid au toucher, alors que la température de départ
est supérieure à la température ambiante et qu’il diffuse
­encore de la chaleur.
• La vanne thermostatique est bloquée. Lorsque la vanne est
fermée, p. ex. durant l’été, le cône de réglage est enfoncé
dans la douille. Lorsque la vanne est rouverte l’hiver, le cône
peut rester enfoncé (malgré le ressort). Malgré la vanne
­apparemment ouverte, l’eau de chauffage ne peut s’écouler.
• De l’air ou de la saleté se trouvent dans le système de chauffage ou dans le radiateur, et l’eau ne peut pas circuler.
Pourquoi la vanne thermostatique du radiateur ne
­doit-elle pas être fermée en été ?
• La vanne thermostatique peut se bloquer. Lorsque le cône
de réglage ferme complètement la vanne, il peut rester
­enfoncé dans la douille après un temps prolongé. Le ressort
n’a pas suffisamment de force pour le rouvrir.
Est-ce que je dois régler le thermostat d’ambiance en
­fonction de la température extérieure ?
• Non. Dès que la température ambiante effective atteint la
valeur définie, le thermostat d’ambiance stoppe l’apport
d’énergie par une vanne. Le thermostat d’ambiance n’a toutefois pas d’influence sur les charges thermiques externes.
Ainsi, la température peut augmenter dans une pièce alors
que la vanne est fermée.
Structure d’un thermostat d’ambiance
Source : Siemens
• Si la température ambiante varie fortement selon la température extérieure, il convient de vérifier les paramètres de la
courbe de chauffe sur la chaudière.
Je n’arrive plus à obtenir une température agréable, alors
que je n’ai rien changé.
• Cela s’explique la plupart du temps par l’apparition ou la
disparition d’une charge thermique externe. Est-ce qu’un
meuble a été placé devant le radiateur ? Est-ce que vous
n’avez plus les mêmes voisins ?
• Si la différence ne peut pas être expliquée, un contrôle de la
courbe de chauffe ou du système de production de chaleur
(présence d’air, de saleté ?) peut être utile.
J’entends de l’eau couler, et parfois un cliquetis.
• L’écoulement de l’eau de chauffage dans les conduites peut
être audible, surtout dans le distributeur ou la vanne. L’expérience montre que ce bruit est généralement trop faible pour
être pris en compte dans les exigences SIA en matière de
protection contre le bruit. Ce fait prouve toutefois que le
distributeur doit être bien placé, p. ex. dans une pièce secondaire.
• Un cliquetis peut provenir du thermostat d’ambiance, où un
ressort bimétallique ouvre et ferme l’électrovanne. La déformation du ressort peut être perçue comme un cliquetis.
Cela dit, ce bruit aussi est bien trop faible pour être pris en
compte dans les exigences SIA en matière de protection
contre le bruit.
Notice technique «Régulation individuelle des systèmes de chauffage», © suissetec, octobre 2014
Ressort
TECHNICIENS DU BÂTIMENT.
GEBÄUDETECHNIKER.
DELLA COSTRUZIONE.
TECHNICIENS DU BÂTIMENT.
WIR, DIELES
NOUS,
GEBÄUDETECHNIKER.
TECHNICIENS
DU BÂTIMENT.
WIR, DIE
NOUS, LESNOI, I TECNICI
TECHNICIENS
BÂTIMENT.
GEBÄUDETECHNIKER.
DELLADUCOSTRUZIONE.
NOUS, LES
NOI, I TECNICI
DELLA COSTRUZIONE.
TECHNICIENS DU BÂTIMENT.
WIR, DIE
NOUS,
LES
GEBÄUDETECHNIKER.
TECHNICIENS DU BÂTIMENT.
NOUS, LES
NOI, I TECNICI
TECHNICIENS
BÂTIMENT.
DELLADUCOSTRUZIONE.
NOI, I TECNICI
DELLA COSTRUZIONE.
WIR, DIE
GEBÄUDETECHNIKER.
Mon thermomètre mural indique une autre température
que celle que j’ai définie pour le système de chauffage.
• Les appareils de mesure non calibrés présentent parfois des
divergences importantes et inexpliquées entre les valeurs
­effectives et indiquées. Par ailleurs, la température mesurée
peut différer considérablement selon la position et l’emplacement. Enfin, il s’agit de savoir si c’est la température de
l’air (sans rayonnement thermique) ou la température
­ambiante (avec rayonnement thermique) qui est mesurée.
Cet effet est encore renforcé selon la position (proximité
de surfaces très froides ou très chaudes).
NOUS, LES
TECHNICIENS DU BÂTIMENT.
Mon chauffage au sol est très froid à certains endroits,
et chaud à d’autres.
• Selon le type de pose du chauffage, une zone peut être la
première à être parcourue par l’eau chaude, et sera donc
également plus chaude. Autre possibilité : des conduites de
raccordement sont situées dans le sol et, même si elles alimentent un autre circuit, elles diffusent naturellement de la
chaleur. Une centralisation du distributeur doit permettre
que seules de courtes conduites de raccordement soient nécessaires au circuit (recommandation : sept circuits maximum
par distributeur).
Autres informations
Pour tout renseignement spécifique concernant votre système,
veuillez vous adresser à votre projeteur ou à votre installateur
en chauffage.
NOI, I TECNICI
DELLA COSTRUZIONE.
Sources
1 www.kalksandstein.de/index.php?page_id=74088
2 Manuel d’exploitation pour l’utilisateur ;
Danfoss A/S (CD) 01/2011 VI .53.M5.14
3 Thermostat d’ambiance électromécanique pour
­servomoteurs électrothermiques 2230-04.483 10.2011
TA HEIMEIER GmbH
Renseignements
Le responsable du domaine Clima chauffage de suissetec se
tient à votre disposition pour tout autre renseignement.
Tél. 043 244 73 33
Fax 043 244 73 78
Auteurs
Cette notice technique a été élaborée par le groupe spécialisé
Clima chauffage de suissetec.
Association suisse et liechtensteinoise de la technique du bâtiment
Auf der Mauer 11, Case postale, 8021 Zurich
T 043 244 73 00, F 043 244 73 79
www.suissetec.ch
Notice technique «Régulation individuelle des systèmes de chauffage», © suissetec, octobre 2014
Pourquoi fait-il trop chaud dans mon appartement en
­hiver, alors que j’ai défini une température ambiante très
basse ?
• En cas de fort ensoleillement, une pièce peut également surchauffer en plein hiver. Avec les différences de température,
le système de chauffage ne peut pas évacuer la chaleur
(température ambiante plus élevée que celle du système).
Afin d’éviter les températures extrêmes, il est important que
l’utilisateur emploie des systèmes de pare-soleil. Il faut notamment prendre garde aux périodes où le soleil est bas (en
hiver, le matin et le soir), car ses rayons tombent presque
horizontalement sur les surfaces vitrées sans s’y briser.